in Nederland Techniek

Techniek

in Nederland ^inde

TWINTIGSTE EEUW

DELFSTOFFEN

ENERGIE CHEMIE

STICHTING HISTORIE DER TECHNIEK WALBURG PERS

Deel 3 Chemie

Hoofdstuk 5

Incl. noten

veertien meter hogeammoniak-synthese- kolommen. Fritz Haber en Carl Bosch ontwikkelden tussen1904 en 1913de syn- thesevan de ammoniak uit waterstof en stikstof bij temperaturen van enkele hon- derden graden Celsiusen drukken van meer dan tweehonderd atmosfeer,in aanwezigheid van een katalysator. Deze ontwikkeling luidde een nieuw technisch regime in de chemischetechniek in. Na 1913zouhetkatalytischehogedrukonder-

zoek in het centrum van de wetenschap- pelijke en technischebelangstelling komen te staan.

Van carbo- naar petrochemie,

1910-1940

De Koninklijke als producent van aromaten, explosieven en kleurstoffen Het Haber-Bosch-proces en de start van een nieuw technisch regime Van kolen naar chemie: Staatsmijnen en de stikstofbinding

Het Bergius-proces als schakel tussen de olie- en de kolenchemie Van Bergius naar Mont-Cenis: de Bataafsche en stikstofbinding De wisselwerking tussen petro- en carbochemie

In hoofdstuk twee zijn de superfosfaat- en de zwavelzuurindustrie behandeld. Beide behoren tot de anorganisch-chemische industrie, het deel van de chemische industrie waar Nederland vanouds vrij sterk in was. De anorganisch-chemische industrie gaat uit van minerale grondstoffen die geen of weinig koolstof bevatten, zoals zout, zwavelen fosfaatertsen. In dit hoofdstuk staat de organisch- chemische industrie centraal, het deel van de chemische industrie dat koolstothoudendegrondstoffenverwerkt.'Aanvankelijkkwamen die grondstoffen uit het planten- en dierenrijk (vandaar de naam 'organisch'), maar in de negentiende en twintigste eeuw begon de industrie steeds vaker steenkool- en olieproducten als grondstof te gebruiken. Toen begon de industrie naast extractieprocessen, die vanouds in gebruik waren, voor het eerst ook gebruik te maken van chemische syntheses. De organisch-chemische industrie overtreft de anorganische industrietakken verre in omvang: wat betreft de geproduceerde hoeveelheden, maar vooral qua veelzijdigheid.

Kleurstoffen,geneesmiddelen, plastics, kunstvezels, explosieven, reuk- en smaakstoffen, oplosmiddelen en lijmen zijn enkele van de vele producten behorend tot de organisch-chemische industrie.

Toen de synthetisch-organisch-chemische industrie omstreeks 1850van de grond kwam, was steenkool - afgezienvan enige biologischegrondstoffen als suikers en zetmeel- de primaire grondstof waar het grootste deel van die industrietak van athankelijk was.Vooral steenkoolteer, dat als bijproduct van de stedelijke lichtgasfabricagevrijkwam, was een uitstekende grondstof voor de winning van zogeheten 'aromaten' als benzeen en naftaleen.

Later werd koolteer ook als bijproduct van de cokesfabricage gewonnen. De carbochemische bedrijfskolom (d.w.z. op basis van steenkool) bestond uit vier schakels. De gas- en cokesfabrieken die de koolteer leverden, vormden de eerste schakel (pas later werd gas

zelf een grondstof voor de chemische industrie, zoals we zullen zien). Vervolgenswaren er de koolteerdestilleerderijen, die de koolteer splitsten in enkele meer of minder zuivere fracties.

Deze koolteerfracties werden vervolgens in gespecialiseerde chemische fabrieken met behulp van stoffen als zwavelzuur en salpeterzuur omgezet in simpele aromatische tussenproducten, zoals nitrobenzeen, aniline, beta-naftol en dergelijke.

Kleurstoffenfabrieken en andere fabrieken die op basis van deze tussenproducten stoffen maakten voor de eindconsument (bijv. geneesmiddelen) of voor industrietakken buiten de chemie (bijv. textiel), vormden de vierde en laatste schakel.Vaakwaren, zoals in Duitsland, de derde en de vierde schakel binnen hetzelfde bedrijf geïntegreerd.

Nederland had tot de Eerste Wereldoorlog slechts een deel van deze bedrijfskolom binnen zijn grenzen. Wanneer we afzien van de talloze primitieve koolteerdestilleerderijendie de koolteer uitsluitend tot asfalt verwerkten, kende Nederland eind vorige eeuw twee koolteerdestilleerderijen: een in Amsterdam (Spalteholz en Ameschot) en een in Krimpen aan de IJssel (de Maatschappij tot Bereiding van Koolteerproducten). Zij leverden hun producten grotendeels aan de Duitse chemische industrie, omdat er in eigen land door meerdere oorzaken geen fabricage van aromatische tussenproducten van de grond was gekomen. Er ontbrak dus een belangrijke schakel in de keten. Toen zich omstreeks 1890twee kleine Duitse kleurstoffenfabrieken om octrooiredenen in Amersfoort en Delft vestigden, betrokken deze dan ook vrijwel al hun tussenproducten van de grote Duitse kleurstoffen- en tussen- productenfabrikanten als BASF,Hoechst en Bayer.'

Dat de in Nederland gevestigdekleurstoffenbedrijvenzo athankelijk waren van hun grote Duitse broers, had te maken met het netwerk-

V66r de ontwikkeling van de Haber- Bosch-synthese werden ammoniak en de

kunstmest ammoniumsulfaat bereid uit een waterig bijproduct van stadsgas- en cokesfabrieken. De meeste gasfabrieken

lieten hun gaswater verwerken in de ammoniakfabriek van de firma Van der Eist en Matthes bij Weesp. Het gaswater

werd daar in hoge destillatiekolommen (rechts) verwerkt tot een geconcentreerde

ammoniakoplossing, die vervolgens met zwavelzuur in ammoniumsulfaat werd omgezet. Op de voorgrond enige

gebruikte mandflessen voor het transport van zwavelzuur.

karakter van de synthetisch-organische industrie, waarbij het monopolie op enkele cruciale tussenproducten defacto de greep op het gehele netwerk betekende. Op basis van slechts enkele koolteerproducten, waarvan benzeen, tolueen, fenol, naftaleen en antraceen de belangrijkstewaren, maakten de grote Duitse bedrijven tientallen tussenproducten die hun de controle gaven over het gehele daarachter liggende 'netwerk' van honderden kleurstoffen, geneesmiddelen en explosieven.Juist het feit dat de Duitse chemie- reuzen als enigen in de wereld een dergelijk breed scala aan

-

onderling gekoppelde - tussenproducten maakten, vormde de basis van hun monopolie. Door de vaardige eXploitatievan economiesof scaleand scopewisten zij kostprijsvoordelen te behalen die voor nieuwkomers, zoals de bedrijven in Delft en Amersfoort, een onoverkomelijke drempel vormden voor het zelf oprichten van een tussenproductenfabriek.' Vandaar ook dat het tijdens de Eerste Wereldoorlog de voornaamste zorg van mensen als Boldingh en Ter Horst was om eerst de fabricage van tussenproducten van de grond te krijgen (hoofdstuk vier).

In diezelfde tijd beleefde de Nederlandse productie van koolteer- producten een aanzienlijke groei doordat achtereenvolgens in

Maastricht (1908), Sluiskil (1913) en Treebeek (1919) de eerste

~rootschalige cokesovensin bedrijf kwamen. Later volgden nog cokesovensbij de staatsmijn Maurits in Geleen en bij Hoogovens te IJmuiden. De Nederlandse aromatenproductie werd een veelvoud van hetgeen als vanouds op basis van gasteer werd geproduceerd.

Zo ontstond er ruimte voor een derde koolteerdestiIIeerderij,die onder de naam 'Nederlandsche Teer- en Asphalt-Industrie' in 1922 in Uithoorn in productie kwam. Dit later als Cindu bekend

staande bedrijf verwerkte vanaf 1924onder meer alle teer van Hoogovens. Toch leidde deze groeiende beschikbaarheid van koolteerderivaten in de jaren twintig nog nauwelijks tot een uitbreiding van de synthetisch-organisch-chemische industrie.

De meeste koolteerfracties werden, na zuivering, direct in eind- producten verwerkt.Zo werd 'benzol' (onzuiverebenzeen), gemengd met benzine, gebruikt als motorbrandstof, werd de anthraceenfractie opgewerkt tot het bestrijdingsmiddel vruchtboomcarbolineum en werd naftaleen grotendeels naar Duitsland geëxporteerd.' Tot na de TweedeWereldoorlog zou in Europa het hierboven geschetste patroon in stand blijven. Steenkool bleef de primaire grondstof voor de synthetisch-organisch-chemische industrie.

Toch vonden er enige ingrijpende wijzigingen plaats in de wijze waarop steenkool als grondstof door de chemische industrie werd gebruikt. Daarnaast kwam er geleidelijkeen tweede grondstof in beeld: aardolie. Beide ontwikkelingen legden de basis voor de naoorlogse chemische industrie. Ze vormen de kern van dit hoofdstuk.

Een van de eersten die de opkomst van de petrochemie voorzagen, was het hoofd van het Amsterdamse BPM-Iaboratorium, W.c. de Leeuw.Hij schreef in 1919:

'(Petroleum zou) een niet onbelangrijke uitbreiding (van) haar betekenis ondergaan, als het gelukte haar tot een belang- rijk uitgangsmateriaal voor de chemische veredeling te maken.

(..) De eerste schreden in deze richting zijn gedaan, doch men heeft zich daarbij nog bepaald tot imitatie van reeds bekende toepassingen uit de steenkoolteerchemie. (..)

Nog grooter zal de beteekenis der olie als uitgangsmateriaal voor chemische bewerkingen worden, als het gelukt, (..) een dergelijke specifiekeolie-industrie te stichten, die gebaseerd is (..) op die van de veel belangrijkere oliecomponenten:

de verzadigde aliphatische en cyclischekoolwaterstoffen.

Daarvan scheidt ons nog een lange weg. (..)

(De dag zal echter zeker) aanbreken, dat menige oliesoort een voorbehandeling zal hebben te ondergaan ter levering van chemische praeparaten, alvorens tot energie-opwekking te worden benut'.'

Toen De Leeuw deze woorden schreef, was er op deze 'lange weg' hoogstens een eerste stap gezet. De Leeuw, die deze stap als imitatie van de koolteerchemie afdeed, was daar zelf nauw bij betrokken geweest. Hieronder gaan we kort op die episode in en vooral op de stappen die daarna zouden volgen. Gedurende de gehele

ontwikkeling was er een productieve wisselwerking tussen de carbo- en de petrochemie, die er soms toe leidde dat bedrijven die aardolie als grondstof gebruikten leentjebuur speelden bij de carbochemie, door processen uit dat domein over te nemen (en vice versa), terwijl er daarnaast ook eigenstandige procesontwikkeling in beide domeinen plaatsvond. De beschikbaarheid van voldoende laaggeprijsde grondstoffen speelt in de chemische industrie een grote rol en vele ontwikkelingen in de carbo- en de petrochemie zijn bij uitstek 'feedstock, rather than technology or market driven'.' Een curieus mengsel van concurrentie en samenwerking tussen twee grondstoffendomeinen maakte dat de chemische industrie in de jaren twintig en dertig als nooit tevoren werd voortgestuwd en ingrijpend veranderde. Voor het eerst ontstond er technische samenwerking op wereldschaal tussen grote chemische bedrijven, die de technische grondslag legde voor de exponentiële naoorlogse groei van de chemische industrie.

In de wisselende verhouding tussen de carbo- en de petrochemie zijn drie fases te onderscheiden.

In de eerste fase, gekenmerkt door het stoffennetwerk van de aromatische verbindingen, was aardolie nog geen grondstof voor de chemische industrie. Het werd louter voor verlichtingsdoeleinden en later als bron van autobenzine gebruikt. Steenkoolteer vormde de grondslag waarop het gehele bouwwerk van de synthetisch-

organisch-chemische industrie was opgetrokken. In 1906 begon ook de aardolie-industrie deel te nemen aan deze ontwikkeling toen Jones en Knoops ontdekten dat er in sommige petroleumsoorten dezelfde aromatische verbindingen voorkwamen als in koolteer (hoofdstuk drie). Op basis van die ontdekking richtte de in 1907 ontstane Koninklijke/Shell fabrieken op. Deze hoorden tot de eerste petrochemische fabrieken ter wereld, maar ze maakten in technisch opzicht gebruik van de verworvenheden van de steenkoolchemie.

Een tweede fase trad in toen de Duitse chemische industrie ook andere steenkoolproducten dan koolteer als grondstof ging

gebruiken. Daarbij ging het met name om cokes,waaruit op twee manieren het waardevolle waterstofgas gewonnen kon worden:

door zuiveringvan cokesovengas,of door hete stoom over gloeiende cokes te leiden. De opkomst van deze nieuwe processen hing samen met ontwikkelingen binnen de chemische wetenschap en met de oplossingvan talrijkewerktuigkundigeen materiaaltechnische."

kwesties.Vooral het Haber-Bosch-proces voor de bereiding van synthetische ammoniak vervulde een paradigmatische rol.

Er werden bij de ontwikkeling van dat proces technieken uitgewerkt die de basis vormden van een nieuw technologisch traject waarin, zoalswe nog zullen zien, ook de aardolie-industrieging participeren.' Omstreeks 1930trad een derde fase in toen zowelbinnen de olie- industrie als binnen de klassieke,op steenkool gebaseerdechemische industrie de chemie van gasvormige organische verbindingen als methaan, ethaan, etheen, propeen en dergelijke (de zogeheten alifaten en olefinen) tot ontwikkeling werd gebracht. Uitgaande van aardgas en kraakgassen kwam er in Amerika een petrochemische industrie van de grond, waarbij de in deze gassen voorkomende alifaten en olefinenwerden omgezetin tal van chemischeproducten.

Hetzelfde gebeurde in Duitsland uitgaande van stoffen als etheen en acetyleen (ethyn), die onder meer in cokesovengassenvoorkwamen.

Terwijl gedurende de eerste twee fases de steenkoolchemie over- duidelijk het voortouw had, ging de ontwikkeling nu meer gelijk op. Er kwam een eigenstandige petrochemie van de grond, die niet gemodelleerd was naar het carbochemische voorbeeld.

Deze drie fases geven tevens de indeling van dit hoofdstuk weer.

We beginnen met de eerste schreden van de Koninklijke op het terrein van de (aromaat)chemie.

De Koninklijke als producent van aromaten, explosieven en kleurstoffen

De ontdekking van Jones en Knoops dat Borneo-olie een hoog gehalte aan aromaten had, stond aan de basis van de eerste activiteiten van de Koninklijke op het gebied van de chemische synthese. Door deze ontdekking kwam een 'feedstock driven' ontwikkelingsproces op gang waarin, aangelokt door het grote succes van de Duitse kleurstoffenindustrie, de BPM probeerde de binnen de koolteerchemie verzamelde kennis toe te passen op haar eigen grondstoffen en tussenproducten.

Voor de verwerking van de in Balik Papan geproduceerde ruwe benzine bouwde de Koninklijke in Rotterdam een nieuwe raffinaderij. Hierin onderging de benzine een dubbele scherpe gefractioneerde destillatie, met als eindproducten onder meer een aromatenarme lichte benzine en de aromatenrijke 'toluolbenzine', die vervolgens verder werd verwerkt tot grondstoffen voor de springstoffen- en kleurstoffenindustrie. Deze raffinaderij kwam in 1908in bedrijf.'

Schema vanhetdoor wc. Knoopsjr.

(1879-1953)ontwikkelde procesvoor de productie van (mono}nitrotolueen uit Borneo-benzine. In de BPM-raffinaderij

in Balik Papan op Borneo werd de ruwe Borneo-olie in eenzeventalfracties gesplitst, waaronder de aromaatrijke Borneo-benzine, die naar Rotterdam werd verscheept.In Rotterdam onderging dezebenzine vervolgens,in een in 1907- 1908gebouwde raffinaderij voor 'special boiling point' -benzines,tweemaal een scherpegefractioneerdedestillatie in

zogehetenHeckmann-kolommen.

Daarbij ontstond een 60% tolueen - of toluol, zoals men het toen noemde-

bevattende 'toluolbenzine; die met rijntankers naar Reisho/Zbij Düsseldorf werd verscheept,waar in 1908-1909 onder leiding van Knoops een nitreer-

fabriek verrees.Daar werd de toluol- benzine met behulp van mengzuur omgezetin (mono}nitrotolueen, dat een waardevol tussenproduct was voor de bereiding van kleurstoffen en explosieven.

De resterendebenzinewerd afgedestilleerd en verder verwerkt in de benzine-

raffinaderij te Reisholz.

~

I I I I I I I RAfFINADERIJ BALIKPAPAN

I I I I I I I I

t I transport zeetanker ---

--- ^~

ï

I I I I I I I I BENZINE INSTALLATIE ROmRDAM eerste

gefractioneerde destillatie

~

plusminus toluolbenzine (40%tolueen) tweede

~

gefractioneerde destillatie

t

toluolbenzine (60%tolueen)

~

transport

-- - - --- - - - -- - Rijntanker

--I

^I

~

I

^mengzuur

I

^{~ nitreren}

~

~---

mengen + oleum

---

---.

I I I I I I I I I NITREER.

FABRiEK REISHOLZ

-I

^afvalzuur

mengselvan mononitrotoluol

enbenzine

~

zwavelzuur-

concentratie

..[

^benzine

~

De 'toluolbenzine' werd per schip naar Reisholz bij Düsseldorf vervoerd, waar onder leiding van Knoops een nitreerfabriek werd gebouwd, die eind 1909in productie kwam (zie figuur). Dat men voor die locatie koos, kwam vooral door de markt. De Duitse kleurstoffenbedrijvenzouden immers de belangrijksteafnemers zijn.

Vestigingin Duitsland was fiscaal gunstig, omdat zo hoge invoer-

t,.

rechten op nitro-producten werden vermeden. Daarnaast speelde ook het lage Duitse prijsniveau voor salpeterzuur een rol, een stof die de prijs van het eindproduct tot op zeer grote hoogte bepaalde.

Dit zuur werd in Duitsland door de geïntegreerd opgezette kleur- stoffenbedrijven in grote hoeveelheden geproduceerd. Door een gekoppelde in- en verkooppolitiek, waarbij Knoops salpeterzuur

inkocht en vervolgensnitrotolueen aan dezelfdebedrijven afleverde, kon de Koninklijkeeen gunstig leveringscontract voor salpeterzuur afsluiten. Toch werd de fabriek geen groot succes.Veletechnische storingen en de opkomende markt voor aromatenrijke autobenzines hadden een nadelige invloed op de kostprijs.'

Bij het uitbreken van de Eerste Wereldoorlog kwamen er nieuwe ontwikkelingen op gang. In het geallieerde kamp ontstond bijvoorbeeld een gebrekaan tolueen, de grondstof voor de productie van het brisante explosief trinitrotolueen (TNT). De volgende stap van de Koninklijke op het gebied van de chemie van koolteer- derivaten bestond dan ook in de bouw van raffinaderijen voor toluolbenzine in Frankrijk en Engeland, onder leiding van

ruwe Borneoolie

!

^{lichteturpenebenzine}

destillatie

.

^lampolie

!

^{zwareasfaltwaxresidufractiesresidu}

-

Borneobenzine (straightrun)

Nederlandse technologen (J.E.F.de Kok en w.L. Sluyterman van Loo). Daarnaast was er eind januari 1915de spectaculaire

verplaatsingbij NachtundNebelvan de completeraffinaderijvoor Borneo-benzine van Rotterdam naar Engeland.'. In dat land raakte de Koninklijke/Shellvervolgens betrokken bij de oprichting van verscheidene TNT-fabrieken. Zo werd ervaring opgedaan die uitstekend van pas kwam toen de Nederlandse overheid de BPM vroeg om in het moederland een TNT-fabriek te bouwen (hoofdstuk vier). De Kok en Knoops' assistent M.C Bastet, die uit Duitsland was teruggeroepen, hadden de projectleiding. In de loop van 1916verrees deze naar internationale maatstaven kleine fabriek voor het voor die tijd hoge bedrag van één miljoen gulden op een locatie bij de Hembrug aan de zuidkant van het Noordzeekanaal.

De Staat betaalde de kosten.ⁿ

Gedurende de gehele oorlog was het een komen en gaan van Nederlandse chemisch-technologen in Engeland. Er was een groot gebrek aan chemici en Delftse scheikundige ingenieurs stonden bij de Britse Shell-directie in hoog aanzien. Een poging van Shell- directeur R. Waley Cohen om het Amsterdamse laboratorium, de Rotterdamse proeffabriek en meerdere Nederlandse chemici naar Cambridge te verplaatsen, werd echter verhinderd door BPM- directeur CM. Pleyte, die zich fel verzette tegen deze 'first step to remove the chemical centre (of the Group) from Holland to England'. Chemisch onderzoek en het ontwerpen van fabrieken, in het Haagse hoofdkantoor, mochten volgens Pleyte niet worden gescheiden."Zo zorgden de oorlogsjaren ervoor dat de chemie definitief een factor van betekenis was geworden voor de Koninklijke/Shellaan beide zijden van de Noordzee.

De mislukte sprong naar de kleurstoffen

Het onderzoeks- en ontwikkelingswerk op het gebied van de productie van mono- en trinitrotolueen deed zowel bij de Britse

Tekening uit 1914 van de in 1903 te Reisholz gebouwde raffinaderij van de Benzinwerke Rhenania, een dochter van de Koninklijke. Achter het tankpark rechts vond de benzinedestillatie plaats in de stenen gebouwen met een hoger en een lager gedeelte (vergelijk de afbeeldingen van de proeffabriek in Pernis in hoofdstuk drie en de koolteerdestilleerderij in

Krimpen in hoofdstuk vier).

Destilleerkolommen werden in Europa in die tijd nog niet in de open lucht opgesteld. In 1908 en 1909 bouwde de Enschedese architect en aannemer Arend Beltman A. G.zn de nitreerfabriek op dit terrein, alsmede een laboratorium en een woonhuis voor Knoops en zijn gezin.

als bij de Nederlandse directieledenvan de Groep de vraag opkomen of de Koninklijke/Shellzich vanwege haar sterke positie op de tolueenmarkt niet ook op het terrein van de kleurstoffenindustrie moest gaan begeven. In Engeland deden overheid en bedrijfsleven er alles aan om een grootschalige nationale kleurstoffenindustrie uit de grond te stampen. Waley Cohen zag grote mogelijkheden voor de Koninklijke/Shell.In juli 1915schreef hij naar Den Haag:

'I think there is no doubt whatever that after the war we shall find ourselves entering into the dye business, as the extraordinary purity of the benzol and toluol which can be obtained from our Borneo products would give us a very great advantage.'W.'. Pope, hoogleraar organische chemie in Cambridge, werd verzocht onderzoek te verrichten naar de geschiktheid van Borneo-olie als grondstoffenbron voor kleurstoffenproductie. Pope ontdekte dat naast de reeds bekende koolwaterstoffen benzeen en tolueen, ook xyleen in commercieel interessante hoeveelheden aanwezigwas.

Die stof koos hij vervolgens tot uitgangsstof voor een onderzoek naar mogelijke syntheseroutes om tussenproducten en kleurstoffen te maken."

Toen dit onderzoeksprogramma enige vaart kreeg, diende ook een begin te worden gemaakt met de vertaalslag naar de industriële toepassing. Eind mei 1916bepleitte Waley Cohen bij BPM-directeur H. Colijn de samenwerking tussen Cambridge en Amsterdam.

Pope zou de wetenschappelijke zijde onder zijn hoede nemen, terwijl de BPM-chemici in Amsterdam - onder leiding van

Schilderij ter ere van de zeventigste verjaardag van w.L. Sluyterman van Loo

(1871-1946) in 1941. De onderste helft, geschilderd naar een luchtfoto van omstreeks 1927, toont de in 1902 opgerichte benzineraffinaderij van de BPM te Rotterdam-Charlois, bij de ingang van de Waalhaven. Hier bevond

zich tussen 1908 en 1915 de in januari 1915 in het diepste geheim naar Engeland verscheepte destillatie-installatie voor

Borneo-benzine. Sluyterman van Loo leidde de benzine-installatie van 1902 tot 1915. Daarna was hij vier jaar in Engeland actief Na de Eerste Wereldoorlog kreeg hij de technische leiding van alle raffinaderijen

van de Koninklijke! Shell in Europa - gesymboliseerd door de wapens op de bovenste helft van het schilderij.

W.c. de Leeuw,die De Kok inmiddels als researchleider was opgevolgd

-

de bereiding van xyleenderivaten op een grotere schaal dienden te onderzoeken. Zo geschiedde. Ten behoeve van de start van de eigenlijke productie stelde Waley Cohen aan Colijn voor twee coördinatoren te benoemen, een Engelsman en een

Nederlander, die zich met betrekking tot de tussenproducten voor de kleurstoffenfabricage zouden verdiepen in de technische en commerciële aspecten van die industrietak. Colijn benoemde I.E.F.de Kok in dit team, als verantwoordelijke man voor de technische zaken. Nog voordat Boldingh en Van Dorp bij Colijn aanklopten (hoofdstuk vier), had het olieconcern zo reeds koers ,gezet in de richting van de kleurstoffenindustrie."

Bij het opstellen van plannen voor de research in Amsterdam ging projectleider De Kok systematisch te werk. Als eerste stap liet hij een 'stamboom' maken van de kleurstoffen-en explosievenfabricage, inclusief de grondstoffen en tussenproducten. Deze stamboom liet zien welke tussenproducten uit welke basisgrondstoffen bereid konden worden, terwijl het schema tevens zichtbaar maakte welke

tussenproducten tot welke explosieven en kleurstoffen konden worden gecombineerd. Vervolgenswerd een tabel gemaakt welke tussen- en eindproducten vanuit benzeen, tolueen en xyleen konden worden gemaakt, de basisgrondstoffen die de KoninklijkeIShelI Groep kon produceren. Op basis van die tabel stelde De Kok zijn researchprogramma op: stap voor stap voortschrijdend vanuit benzeen, tolueen, xyleen en hun nitro-producten: stoffen waar de Koninklijkesterk in was. Daarmee zou de research dienen te starten.

Vervolgenskwamen dan de sulfonzuren en chloorderivaten van die stoffen aan de beurt, en ten slotte enige eenvoudig uit nitro- producten te bereiden stoffen als aniline, toluïdine en xylidine.

De Kok had goede redenen, meende hij, zo voorzichtig te werk te gaan. Vergelekenbij de Duitse kleurstoffenbedrijven had het bedrijf een groot gebrek aan ervaring. Men diende zich daarom te beperken tot die terreinen waarop de Groep inmiddels een sterke positie had opgebouwd." Deze aanpak laat fraai zien hoe groot het belang was dat het bedrijf aan zijn grondstoffenpositie hechtte en hoe van daaruit werd bepaald welke chemische stappen dienden te worden gezet. Het stoffen-netwerk fungeerde zo als strategisch instrument in de researchplanning.

Parallel aan het laboratoriumwerk ondernam de BPM ook een grondige studie van de kleurstoffenmarkt. Hiermee werd het hoofd van het Amsterdamse laboratorium W.c. de Leeuwbelast.

De Leeuwwas een echte geleerde, een boekenman met filosofische neigingen en een bredere blik dan een doorsnee-Iaboratorium- chemicus. In zijn studie van de kleurstoffenbranche ging hij niet over één nacht ijs. Na er een jaar met tussenpozen aan gewerkt te hebben, kwam zijn rapport pas in januari 1918uit, maar toen had hij ook een waar kunstwerk afgeleverd.Zijn meer dan 300 pagina's tellende boek over Kleurstoffenuit petroleum. Algemeene

beschouwingenoverde industrie der synthetischekleurstoffenbleek een magistrale studie te zijn van de geschiedenisen actuele toestand van de gehele Duitse, Britse, Franse en Amerikaanse kleurstoffen- industrie, met een scherpe analyse van de factoren die in het verleden bloei en verval hadden bepaald. Tevensbevatte het een gedegen onderzoek naar de marktkansen van de Borneo-producten.

Vier 'stambomen' uitgaande van benzeen, tolueen, naftaleen en antraceen completeerden het werk.'.

De conclusies waartoe De Leeuw kwam, waren enigszins ontnuchterend. Alleen op de tolueenmarkt was de 11.600ton tolueen die per jaar uit Borneo-petroleum gewonnen kon worden geen quantité négligeable.De vooruitzichten om marktdominantie voor benzeen en xyleen te verwerven, waren beduidend minder rooskleurig. Daar kwam bij dat verschillende andere strategische grondstoffen, zoals naftaleen en antraceen, alleen uit koolteer gewonnen konden worden. De KoninklijkeIShelIkon daardoor op basis van haar eigen grondstoffen nooit dezelfdeeconomiesofscope realiseren als de Duitse kleurstoffenindustrie. Net als De Kok beval De Leeuw daarom een voorzichtige strategie aan, waarbij een

geleidelijkecontrole over de kleurstoffensector zou worden nagestreefddoor, uitgaande van benzeen, tolueen en xyleen, stap voor stap sterke posities op te bouwen op de deelmarkten voor bepaalde tussenproducten. Hoogstens op het gebied van de nitro- producten had de BPM die sterke positie al. Indien men werkelijk kleurstoffen zou willen gaan produceren, kon men het beste een bestaande Duitse middelgrote onderneming op dit terrein overnemen, was zijn advies."

Ondertussen was de BPM via Boldingh en Van Dorp ook bij het initiatief tot oprichting van een Nederlandse kleurstoffenfabriek betrokken geraakt. Ondanks aanvankelijke aansporingen vanuit Engeland om de zaken groots aan te pakken, zou het echter bij dezeindirecte participatie in de kleurstoffenindustrie blijven.

De wapenstilstand van november 1918veranderde het gehele toekomstplaatje en versterkte de scepsis van Colijn wat betreft de rol van de Koninklijkeop dit gebied. Spoedig bleek dat Duitsland weliswaarmilitair was verslagen,maar dat de Duitse chemische industrie zich met verhevigde kracht inspande om het verloren marktaandeel te heroveren. Bovendien had de oprichting van nieuwe kleurstoffenfabrieken in Engeland, Frankrijk en Amerika voor een grote overcapaciteit gezorgd."

Reeds in maart 1918schreef Deterding met vooruitziende blik aan Colijn dat hij er niet aan twijfeldedat alle grote landen na de oorlog protectionistische maatregelen zouden nemen om hun zojuist tegen hoge kosten opgezette kleurstoffenindustrie te beschermen.

De Nederlandse markt achtte hij veel te klein. Alleen productie op zeer grote schaal zou rendabel blijken en juist dat was in Nederland niet mogelijk als andere landen hun grenzen gingen sluiten.

Zelfs WaleyCohen begon in december 1918naar aanleiding van het rapport van De Leeuw te twijfelen aan de mogelijkheden van de Koninklijke/Shellop dit gebied. Een nieuw rapport van De Leeuwwees toen de weg die zou moeten worden ingeslagen.

In plaats van kleurstoftussenproducten te produceren zou het, volgenshem, veel meer in de lijn van de Groep liggen om zich bezig te houden met de 'rationele exploitatie van de energie-inhoud van onze afvalproducten'

-

kortom, met onderzoek om door kraken en

Een van de vier 'stambomen' van tussenproducten voor de kleurstoffen- fabricage uit W.C. de Leeuws rapport

'Kleurstoffen uit petroleum. Algemeene beschouwingen over de industrie der synthetische kleurstoffen' van januari 1918.De Leeuwen zijn Haagse chef

J.E.F. de Kok gebruikten deze stambomen voor de planning van de research die tussen 1916 en 1919 door de BPM in Amsterdam werd ondernomen op het terrein van de chemie en technologie der synthetische kleurstoffen.

STAMBOOM

van eenlge der voornaamste Tusschenproducten bereid uit Benzol.

"'0'"10,.

...-

llllU8Il..lIIIIt.

"".(O(CH,)

...A~ltl4I...

.~If",

"(C.Rd.

0:,

AllfI,lMftJ\UIIhM.

TABBI. I.

10,.

.0

.j.

..I8II.U.."", L10841_1",..11_,.

OH OM OH O.CO(CHaJ

NO'O~O-O~ OCOJOI

011

00.

10..

ÛIö.H

.

NO,

Plcrfae".r. ~.,.

.0.

.0..,

....

0-=

.~'..,

...-

0'10..

Unu.

.t:O -ON..

lroMaotMU_r.

..,lUI...

De voltallige personeelsbezetting van het BPM-laboratorium te Amsterdam in 1919. Op de eerste rij, zittend van links

naar rechts: de Engelse chemicus F.H. Pugh, dr. A. Loebel, het hoofd van

het laboratorium dr. w.c. de Leeuw, mej. G. Brens en dr. F. Fontein.

Daarachter spoeljongens, werkplaats- technici en enkele chemici, onder wie

dr. A.E. Lacomblé (vlak achter mej.

Brens), die in 1939 coördinator van alle Shell-research wereldwijd zou worden, en ir. S.H. Bertram (eerste rij staand,

tweede van rechts), die later als laboratoriumchemicus werkzaam was bij Van den Bergh's Fabrieken in Rotterdam

en bij Organon in Oss.

hydrogeneren de zware afvalfractiesom te zetten in autobenzine, een product waar een groeiende vraag naar was. Dat was de richting die de Groep inderdaad koos. Als uit de correspondentie tussen Deterding, Waley Cohen, Colijn en De Leeuw één zaak duidelijk wordt, dan is het wel deze: de Koninklijke/Shellwilde alleen een speler worden op dit voor haar nieuwe terrein als zij op wereld- schaal een van de spelbepalers zou kunnen worden. Toen dit onmogelijk bleek, trok zij zich terug. In februari 1919zette De Leeuw al het Amsterdamse onderzoek op kleurstoffengebied stop. Aan een eerste, vluchtige, vrijage tussen de koolteerchemie en de petrochemie was een einde gekomen.'9

Het Haber-Bosch-proces en de start van een nieuw technisch regime

Waar de geallieerdenzich tijdens de wereldoorlog vooral beperkten tot het imiteren van de Duitse verworvenheden op het terrein van de koolteerchemie, sloeg men in Duitsland zelf nieuwe wegen in, geprikkeld door de Britse zeeblokkade en voortbouwend op ontwikkelingen die al waren ingezet voor de oorlog begon.

In Duitsland, maar ook elders, bestond al langer de vrees dat er een tekort aan stikstofverbindingen zou ontstaan. Omstreeks de eeuwwisselingvormde de aanvoer van natriumsalpeter uit Chili voor geheel Europa verreweg de belangrijkste stikstofbron. In 1898 ,waarschuwde de Britse chemicus William Crookes zijn landgenoten in een invloedrijke en vaak geciteerde rede voor een hongersnood die voor de deur zou staan. Door uitputting van de voorraden chilisalpeter zou het oude probleem van Malthus weer de kop opsteken wanneer bevolkingsgroei en kunstmestproductie geen gelijketred zouden houden. Crookes wees daarbij op het feit dat de overal op aarde beschikbare dampkringslucht in feite een welhaast

onuitputtelijke bron van stikstofverbindingen zou kunnen zijn.

Ook anderen kwamen tot vergelijkbare conclusies en er vond omstreeks de eeuwwisselingin verschillende landen een koorts- achtige activiteit plaats waarbij er inderdaad meerdere industrieel toepasbare processen werden gevonden om luchtstikstof chemisch te binden,"

In Nederland werden de ontwikkelingenmet belangstellinggevolgd, vooral toen tijdens de oorlog ook de aanvoer van stikstof- verbindingen naar Nederland en zijn koloniën stagneerde.

Verschillende commissies bogen zich over de oprichting van een nationale stikstofbindingsindustrie. " Men koos uiteindelijk voor een door de Amerikaan John Buchel in 1917gepresenteerd procédé waarbij uit soda, cokes en stikstof, natrium cyanide werd bereid, dat vervolgens in ammoniak kon worden omgezet. Een 'Syndicaat ter Bereiding van Scheikundige Producten' onder leiding van dr.

L. Hamburger deed onderzoek naar de toepassing van dit proces op grote schaal en wist uiteindelijk de overheid te overtuigen deel te nemen in de oprichting van de N.V.Stikstofbindingsindustrie 'Nederland'. Voordat de talloze kinderziekten overwonnen waren, trad de wapenstilstand echter in en kwam de import van stikstof- verbindingen weer op gang. Bovendien werd toen al snel duidelijk dat een ander stikstofbindingsprocédé

-

het Haber-Bosch-proces- alle andere zou overvleugelen.Hoewel de in Dordrecht gevestigde fabriek bleef bestaan, zijn er om die redenen nooit de stikstofmest- stoffen bereid waar het allemaal om begonnen was."

Het Haber-Bosch-proces kwam voort uit onderzoek naar de binding van stikstof uit de atmosfeer dat de Duitse fysisch-chemicus Fritz Haber (1868-1934)vanaf 1904verrichtte aan de Technische Hochschule te Karlsruhe. Haber was een expert op het gebied van de thermodynamica en reactiekinetiek van chemische reacties in de gasfase.Deze theoretische achtergrond hielp hem bij de keuze experimenten te doen bij tot dan toe ongebruikelijk hoge drukken

en temperaturen. Nadat een geschikte katalysator was gevonden en de eerste positieve experimentele resultaten waren behaald om ammoniak direct uit stikstof en waterstof te produceren, nam Haber in 1908contact op met de BASF,een bedrijf dat zelf al enige tijd actief was op het gebied van de stikstofbinding. Niet lang daarna nam de BASFonder leiding van haar hoofdingenieur Carl Bosch (1874-1940)en in nauw contact met Haber de technische ontwikkeling van diens proces ter hand."

Er moesten vele moeilijkheden worden overwonnen voordat het proces rijp was voor grootschalig gebruik. Het grootste probleem vormde de constructie van een reactor die bestand was tegen drukken van meer dan 200 atmosfeer en temperaturen boven 500°C,in aanwezigheidvan waterstof. Onder die extreme condities reageerdewaterstof met de in het staal aanwezige koolstof, waardoor de apparatuur bros werd, zodat lekkagesof zelfsexplosies optraden. Bosch wist dit probleem in¹⁹¹¹op te lossen door met een dubbelwandige reactor te werken die uit verschillende staal- soorten bestond. Aangezien inmiddels ook een verbeterde katalysatorwas gevonden,waren daarmee de grootste moeilijkheden overwonnen en kon een begin worden gemaakt met het fabrieks- ontwerp, nauwelijkstweejaar na de start van het ontwikkelingswerk.

Het was een opmerkelijke prestatie, die alleen slaagde omdat de Badischeals geen ander ervaring met katalysatoren en reactor- materialen had opgedaan bij de ontwikkelingvan het contactproces (hoofdstuk twee) en daarnaast een zo groot belang aan de ontdekking van Haber toekende dat het bedrijf tientallen chemici en ingenieurs vrijmaakte om de technische realisatievan dat proces vooruit te helpen. Alleen door de gemeenschappelijke inspanning van experts uit verschillende disciplines (fysischechemie, fysica, werktuigbouwkunde,metallurgie,elektrotechnieken instrumentatie) slaagdemen erin de moeilijkheden op te lossen. De BASFhad toen als een van de weinige bedrijven al die hulpbronnen in huis.

In 1913kwam de eerste fabriek in Oppau bij Ludwigshafen in bedrijf. De omstandigheden van de Eerste Wereldoorlog werkten vervolgensals een snelkookpan. De Badische breidde, financieel gesteund door de Duitse overheid, de productiecapaciteit sterk uit, overwontalloze kinderziekten en ontwikkelde processen om geconcentreerdeammoniak om te zetten in kunstmest (ammonium- sulfaat) en in grondstoffen voor explosieven (ammoniumnitraat en salpeterzuur). Toen in 1918de krijgshandelingen werden beëindigd, had de Badische een vrijwel niet meer in te halen voor- sprong op de concurrentie opgebouwd.

Het Haber-Bosch-proces kreeg al heel snel na 1911-1913een paradigmatische rol toebedeeld binnen de chemische techniek en industrie. De realiseringvan het proces doorbrak een aantal grenzen op het gebied van het gebruik van temperaturen, drukken, materialen en procesbeheersing en vervulde een voorbeeldfunctie wat betreft het gebruik van waterstof en, vooral, katalysatoren in de chemische techniek. De synthese werd bovendien het symbool

van een nieuwe fase in de technische ontwikkeling waarin theo- retische inzichten uit de fysischechemie een richtinggevende rol gingen spelen in de ontwikkeling van chemische processen (hoofdstuk drie). Het feit dat de BASFal die heterogene elementen in onderling verband had kunnen 'dresseren',maakte wellicht nog de meeste indruk. Vanafde ontwikkeling van het Haber-Bosch- ^<

proces stonden het industriële belang van de fysischechemie, het belang van de katalyse en reacties van waterstof bij hoge druk en temperatuur stevig op de kaart. Het proces vormde zo de start van een nieuw technisch regime waarvan de betekenis de grenzen van de techniek van de stikstofbinding verre overschreed.

Van kolen naar chemie: Staatsmijnen en de stikstofbinding

In Nederland werden vóór de TweedeWereldoorlog drie fabrieken opgericht waar het Haber-Bosch-proces werd toegepast: de Maatschappij tot Exploitatie van Kooksovengassen(Mekog) in IJmuiden, het Stikstofbindingsbedrijf (SBB)van Staatsmijnen in Lutterade en de Compagnie Néerlandaise d'Azote (CNA) in Sluiskil. Ze kwamen vlak na elkaar in 1929en 1930in bedrijf.

De motieven om deze fabrieken op te richten waren verschillend.

Bij de CNA speelden verwachtingen omtrent de marktontwikkeling de hoofdrol. Het bedrijf werd opgericht door de Italiaanse kunst- mestproducent Montecatini, die veel mogelijkheden zag op de internationale kunstmestmarkt. In het gevalvan Staatsmijnen en de Mekog waren de verwerkingsmogelijkheden van reeds beschikbare grondstoffen bepalend. Bij Staatsmijnen ging het daarbij om het uit steenkool bereide cokesovengas,bij de Mekog, die op initiatief van de Koninklijke/Shellwerd opgericht, om aardgas en aardolie.

We behandelen beide voorbeelden uitvoerig, omdat er fraai uit blijkt hoe eenzelfde proces zowel in de wereld van de steenkool als in die van de aardolie een rol ging spelen. We beginnen met de Limburgse kolenproducent.

Bij Staatsmijnen (nu DSM) startten de concrete voorbereidingen voor de bouw van een kunstmestfabriek in november 1927,toen de directie de minister van Waterstaat toestemming vroeg om plannen uit te werken voor de oprichting van een stikstofbindings- bedrijf en een fabriekvan ammoniumsulfaat.'"Enigejaren daarvoor had het bedrijf al een eerste stap gezet van de mijnbouw naar de chemische verwerkingvan steenkool toen eind 1919de cokesfabriek Emma in bedrijf kwam. Die fabriek produceerde ammoniumsulfaat als bijproduct, zodat Staatsmijnen al enigszins met de kunstmest- markt bekend was. Desondanks was de beslissing om de stikstof- binding ter hand te nemen zonder meer een breuk in het tot dan toe gevolgde ontwikkelingspad. In de eerste plaats was de schaal van de nieuwe fabriek vele malen groter dan de bestaande ammoniumsulfaatinstallatie. Waar deze laatste in 1927ongeveer

10.000tot 15.000ton sulfaat per jaar kon produceren, was de begincapaciteit van de stikstofbindingsfabriek bijna tienmaal groter. Dit had grote gevolgenvoor de afzet van het product en voor de positie van Staatsmijnen op de kunstmestmarkt."

Een tweede en belangrijker verschil betrof de productietechniek.

In technisch opzicht hoorde de verwerking van de bijproducten van cokesovensnog geheel tot de klassieke negentiende-eeuwse koolteerchemie, waarbij reacties onder atmosferische druk in oplossing plaatsvonden. De nieuwe productietechniek, een variant van het Haber-Bosch-proces, week daar radicaal van af. Dit roept de vraag op hoe Staatsmijnen zich deze voor haar geheel nieuwe techniek eigen kon maken.

Van de mogelijkheid die techniek zelfstandig te ontwikkelen, kon nauwelijks sprake zijn. Waar de BASFover honderden chemici en ingenieurs beschikte, had Staatsmijnen halverwegede jaren twintig op chemisch-technologisch gebied hoogstens een handjevol experts in dienst, onder wie het directielid prof. ir. F.K.Th.van Iterson (1877-1957),die als voormalig hoogleraar werktuigkunde en op basis van zijn lange ervaring in de gas-, cokes- en steenkoolproductie een van de meest veelzijdigeNederlandse technici was, en ir. D.P.Ross van Lennep (1888-1950),een specialist op het gebied van de gas- en de cokesfabricage.Zij werden bijgestaan door het hoofd van het laboratorium van de cokesfabriek (Uytenbogaart, later Sauter).

Voor zelfstandigeprocesontwikkelingop het terrein van de stikstof- binding was een staf van die omvang ontoereikend. Het bedrijf had echter wel de expertise in huis voor een kritische analyse van elders ontwikkelde processen, die eventueel aangekocht konden worden. Het was die weg die Staatsmijnen insloeg.Van Iterson deed dat vanuit een brede toekomstvisie en vanuit de vaste overtuiging dat de opbouw van een aan de mijnbouw gelieerde chemische industrie grote mogelijkheden voor Staatsmijnen bood.'"

Van Iterson en zijn medewerkerswaren niet de enigen die zo dachten.

In 1926en 1927stortten verschillende cokesproducenten zich op het voor hen nieuwe terrein en tot 1932kwamen er vele nieuwe synthetische ammoniakfabrieken in productie. De oprichting van een stikstofbindingsbedrijf door Staatsmijnen paste dus zonder meer in een Europese trend. Vooral in de naburige mijnbouw- gebieden in Belgiëen Duitsland waren er vele bedrijven met

cokesovens die besloten tot de oprichting van een ammoniak- fabriek. De rekensom was simpel. Uit de prijzen voor de grondstof cokesovengas en het eindproduct ammoniumsulfaat kon worden berekend dat de investeringen in de fabriek zich binnen enkele jaren terugverdienden.^'7

Dat het voor al die bedrijven mogelijk was de procestechnologie van de ammoniaksynthese te verwerven, kwam doordat al rond het eind van de Eerste Wereldoorlog enkele Franse en Italiaanse bedrijven en technici erin waren geslaagdvarianten op het Haber- Bosch-proces te ontwikkelen (tabel 5.1).Na de oorlog hadden de Fransen bovendien de fabriek van de BASFin Oppau bezet en uitgebreid van de gelegenheid tot industriële spionage gebruik gemaakt. Ondanks het feit dat de BASFhaar ammoniaktechnologie zo geheim mogelijk wilde houden en geen licenties wenste te verstrekken, kwamen er zodoende in 1922en 1923toch

verscheidene nieuwe ammoniakfabrieken in bedrijf. De ontdekkers (G. Claude, L. Casale en G. Fauser) en octrooihouders van de nieuwe processen voerden een veel liberaler licentiëringsbeleid, waardoor de nieuwe techniek van de stikstofbinding zich over heel Europa kon verbreiden. De werkelijkedoorbraak vond plaats toen in 1925de Duitse producent van technische gassen Linde en de fabrieksontwerper F. Uhde erin slaagden de voor het proces benodigde waterstof in een voldoende zuivere staat uit cokesoven- gas te winnen (vgl. tabel 5.3).Tot die tijd was de hoge kostprijs van waterstof een van de belangrijkste obstakels voor de verbreiding van het nieuwe technische regime geweest.Het was deze doorbraak die ten grondslag lag aan de genoemde oprichtingshausse."

Reeds in oktober 1925gingen Van Iterson en Rossvan Lennep bij een fabriek in Ougrée-Marihaye bij Luik op bezoek, waar men als eerste in Europa op industriële schaal kunstmest produceerde uit cokesovengas,op basis van het proces van Linde. Tweemaanden later vroeg Staatsmijnen offertes aan betreffende de vijf ammoniak- processen die zich in de praktijk hadden bewezen (tabel 5.1).

Na verdere studie van die processen volgde in november 1927het verzoek aan de minister. Daarna ging het snel. De minister gaf toestemming gedetailleerde offertes aan te vragen voor de bouw van een synthetische ammoniakfabriek met een capaciteit van 60

Bron: lP. Ullmann ed.], Enzyklopädie der technischen Chemie (Berlijn en Wenen 1928-1932) 2e druk, dl. I, 400-411, dl. 9, 718-721; B. Waeser, Die Luftstickstoff-

Industrie (Leipzig 1932)2e druk, 249-298.Toelichting: Al-ox

=

aluminiumoxide; Al-CN

=

aluminiumcyanide.

Tabel 5.1: Industriële processen voor de bereiding van synthetische ammoniak uit waterstof en stikstof

Haber-Bosch Claude Casale Fauser Mont-Cenis

Octrooihouder BASF Air Liquide Ammonia Casale Montecatini Gaveg

,Start proeffabriek 1909 1917 1920 1920 1925

Start productie 1913 1922 1922 1923 1928

Druk (atm.) 200-250 900-1000 700-800 200-250 90-100

Temperatuur (OC) 500-600 500-600 500-550 550 350-430

Katalysator ijzer/ Al-ox ijzer ijzer ijzer ijzer/Al-CN

tot 80 ton stikstof per dag (21.000-28.000ton/jaar) bij de bedrijven die de Nederlandse rechten hadden voor de verschillendeprocessen.

Het betrof de in 1925bezochte Société Belgede I'Azote te Ougrée (Claude-proces), de Gasverarbeitungs-Gesellschaft (Gaveg) uit Sodingen (Mont-Cenis-proces), de door cokesovenbouwer Semet- Solvayopgerichte S.A.Union Chimique BeIgete Brussel (Casale- proces) en de door de Belgischecokesovenbouwer Soc. Evence Coppée et Cie. met Montecatini opgerichte S.A.Ammoniaque Synthétique et Dérivés (ASED)in Brussel (Fauser-proces). In maart 1928viel op dit laatste proces de keuze, niet alleen omdat er al langer lopende contacten met Coppée waren, maar vooral omdat ASEDde laagste bedrijfskosten garandeerde en het Fauser- proces het minst gevoeligvoor storingen leek. Bovendien wist Staatsmijnen van de ASED gedaan te krijgen dat zoveel mogelijk fabrieksonderdelen bij Nederlandse leveranciers besteld zouden worden."

Nadat Staatsmijnen een rendementsberekening en een bouw- begroting had opgesteld, kon de minister in april 1928een wets- ontwerp tot verhoging van de begroting van Staatsmijnen (met f 12.500.000,-)bij de TweedeKamer indienen. Ondanks kritische kanttekeningen in de media, waarin op dalende kunstmestprijzen werd gewezen,nam de Kamer het wetsontwerp zonder veel discussie aan.'. Tweeargumenten gaven daarbij de doorslag. In de eerste plaats waren er de te verwachten winsten, die van groot belang waren voor de stabiliteit van het gehele mijnbedrijf. De directie van Staatsmijnen rekende de minister voor dat het bedrijf door ammoniak te produceren een hoger rendement kon halen uit het cokesovengas.Hoewel de marktprijs voor ammoniumsulfaat reeds

Luchtopname uit 1932 van het Stikstof bindingsbedrijf (SBB) van Staatsmijnen te Geleen-Lutterade. Op de achtergrond de cokesfabriek Maurits, die via een pijp- leiding cokesovengas leverde aan het SBB.

Linksonder de ingang van het SBB-com- plex. Daarachter (links) acht~reenvolgens het grote gebouw voor de gas: en lucht- scheiding, een aantal gashouders, de hal voor de eigenlijke ammoniaksynthese, werkplaatsen en een ketelhuis. Het mid- dengedeelte van het complex werd ingeno- men door de ammoniumsulfaatfabriek, twee lange opslagloodsen voor kunstmest en de fabriek voor nitraatmeststoffen.

Uiterst rechts bevonden zich achtereenvol- gens een watertoren, de salpeterzuurfa- briek, opslagtanks voor ammoniak en de naar het voorbeeld van de ASF-fabriek in Pernis gebouwde zwavelzuurfabriek. Op de voorgrond staan een vijftal koeltorens, gebouwd volgens een toen revolutionair ontwerp van directeur F.K. Th. van lterson.

enkele jaren een dalende tendens vertoonde, ging Van Iterson ervan uit dat deze op f 90,- per ton zou stabiliseren omdat dat, naar hij ten onrechte meende, de kostprijs zou zijn van marktleider IG Farben (waarin BASFin december 1925was opgegaan), die geen beschikking over het goedkope cokesovengashad. Staats- mijnen kon daarentegen een kostprijs van f 70,- per ton realiseren, zodat, na aftrek van drie gulden licentiekosten, een winst van zeventien gulden per ton overbleef. Bij een productiecapaciteit van 100.000 ton leverde dat een fraaie winst van 1,7miljoen gulden per jaar op.

In de tweede plaats was er het idee dat de oprichting van een Nederlandse stikstofindustrie gunstig zou zijn voor de vaderlandse landbouw, omdat deze aldus onafhankelijk zou worden van aanvoer uit het buitenland."

Toen het Stikstofbindingsbedrijf van Staatsmijnen in mei 1930in bedrijf kwam, had de fraaie rentabiliteitsberekening inmiddels geen enkele realiteitswaarde meer. De aanname dat de marktprijs van ammoniumsulfaat op f 90,- per ton zou stabiliseren, bleek een slag in de lucht. De talloze nieuwe ammoniakfabrieken in Europa zorgden voor een enorme overproductie. Vanaf 1928stortte de prijs voor ammoniumsulfaat totaal ineen en daalde daarbij zelfs tot f 30,- per ton. Hoewel een Europees stikstotkartel de prijzen vanaf 1931wist te stabiliseren, moest Staatsmijnen de grootste moeite doen om de rode cijfers te vermijden."

Deze eerste wrede kennismaking met het cyclischekarakter van de chemische basisindustrie, waarbij winstverwachtingen alle betrokkenen tot investeren brengen, met overproductie en sluiting van bedrijven als gevolg,droeg er mede toe bij dat Staatsmijnen in

de jaren die volgden tot een vlucht naar voren besloot en zich nog sterker zou gaan profileren als een chemisch bedrijf. Door risico- spreiding via productdifferentiatie trachtte het bedrijf de kwalijke gevolgenvan de cyclischekunstmestmarkt te verkleinen. Voor dat programma was technische expertise nodig en die had men bij de start van het SBBin huis gehaald. De introductie van de complexe technologie van de synthetische ammoniakproductie bracht met zich mee dat Staatsmijnen tussen 1928en 1931er voor het eerst toe overging om, naast de reeds aanwezigeuitgebreide werktuigkundige staf, gepromoveerdechemici en technologen aan te stellen.Drie van hen - dr. ir. H.A.J.Pieters, dr. ir. J.S.A.J.M.van Aken en, vooral, dr. G. Berkhoff - zouden in de jaren dertig een rol gaan spelen bij de diversificatievan het SBB,waarbij er naast de kunstmesttak een begin met het organisch-chemisch bedrijf werd gemaakt.

Tabels.2: De oprichtingsgeschiedenis van de eerste synthetische ammoniakfabrieken in Nederland

Mekog SBB CNA

Beslissing oprichting sept. 1927 dec. 1927 1928 Oprichting NV/bedrijf 14 dec. 1928 1 jan. 1929 14 jan. 1929

Start bouw jan. 1929 aug. 1928 febr. 1929

Syntheseproces Mont-Cenis Fauser Fauser

Waterstofzuivering Linde Messer Linde

Start productie 14 sept. 1929 mei 1930 6 dec. 1930 Begincapaciteit ton N/j 10.000 21.000 45.000

Bron: Archief Shell, Den Haag, inv.nr. 49, no.'s 5, 713A, 722; Centraal Archief DSM, Heerlen; H.J. Merx, Chronologisch overzicht van de geschiedenis van het Stikstofbindingsbedrijf, 19Z5-1952 (typoscript, Heerlen april 1955);

P. Puype en G. Beauchez eds., Van kiem tot korrel. Nederlandsche Stikstof Maatschappij N. v., 1929-1979 (z.p. 1979).

Toelichting: Mekog =Maatschappij tot Exploitatie van Kooksoven-Gassen;

SBB =Stikstof-Bindings-Bedrijf (van Staatsmijnen); CNA =Compagnie Néerlandaise d'Azote.

De ammoniakfabriek in Sluiskil

Ook de oprichting van de Compagnie Néerlandaise d'Azote (CNA) illustreert fraai de rol van winstverwachtingen en het cyclische, collectievekarakter van investeringsgolven.De oprichting ervan, begin 1929,was een direct gevolgvan de oprichting van het SBB.

Het verhaal wil, dat toen Staatsmijnen met Coppée en Montecatini onderhandelde over de bouw van de ammoniakfabriek bij Geleen, de directeur van Montecatini, dr. Donegani, een bezoek aan Van Iterson bracht. Deze legde Donegani uit hoeveel geld Staatsmijnen wel dacht te verdienen aan de in aanbouw zijnde stikstoffabriek.

?,p een vraag hoeveel cokesfabrieken er in Nederland waren, kreeg Donegani te horen dat er naast die in Treebeek, Geleen en IJmuiden nog één in Sluiskilwas. Reeds in de trein terug naar Brussel, zo meldt het gedenkboek van de CNA, zou hij vervolgens de plannen voor de oprichting van een ammoniakfabriek in Nederland hebben gesmeed."

De CNA werd opgericht door de Société Evence Coppée et Cie.,

Montecatini en de Association Coopérative Zélandaise de Carbonisation (ACZC), die de cokesfabriek bezat, waarbij het hoofdkantoor, net als dat van de ASED, in het kantoor van Coppée in Brussel werd gevestigd. De fabriek die vervolgens in Sluiskil werd gebouwd, hoorde met een capaciteit van ongeveer 45.000 ton stikstof/jaar tot de grootste van Europa. Het bedrijf werkte net als het SBB volgens het Fauser-proces, maar was bij oplevering in december 1930 wél tweemaal zo groot, daarmee een forse bijdrage aan de inmiddels ontstane overcapaciteit leverend. Het plan om ook een cokes- en een ammoniakfabriek bij de Oranje-Nassau- mijnen in Heerlen te bouwen - die via de Franse staalgigant De Wendel nauw bij de ACZC betrokken waren

-

ging mogelijk mede om die reden niet door."

Anders dan bij het SBB en de Mekog, was bij de oprichting van de CNA nauwelijks sprake van een 'feedstock driven' ontwikkeling.

Coppée en Montecatini waren geen van beide aandeelhouder van de ACZC. Coppée dacht mogelijk via de bouw van de nieuwe fabriek haar positie als engineering contractor op de Europese stik- stofmarkt te versterken. Bij Montecatini speelde, als grootschalige fabrikant van superfosfaten en stikstofmeststoffen en als eigenaar van de Fauser-octrooien, vermoedelijk vooral het versterken van haar positie op de internationale kunstmestmarkt een rol.

Het Bergius-proces als schakel tussen de olie- en de kolen chemie

Bij de derde Nederlandse producent, de Mekog, gaf het streven om meer geld met een bepaalde hoeveelheid grondstoffen te verdienen weer wel de doorslag. Opmerkelijk genoeg ging het daarbij niet om cokesovengassen,maar om grondstoffen uit de petroleumhoek.

Het initiatief tot oprichting van de Mekog kwam van de BPM.

Dat dit bedrijf zich in 1927met de productie van kunstmest ging bezighouden, was een uitvloeisel van een al langer lopende bemoeienis met hogedrukprocessen en met het industriële gebruik van waterstof. Centraal daarbij stond een zogeheten 'hydrogene- . rings' -proces dat tussen 1910en 1913door de Duitse chemicus Friedrich Bergius (1884-1949)op laboratoriumschaal was ontwikkeld, waarbij zowel steenkool als zware petroleumfracties onder toevoeging van waterstof bij hoge druk omgezet konden worden in benzineachtige producten. Dit proces speelde in de jaren twintig een grote rol bij de toen plaatsvindendetechnologische 'kruisbestuiving' tussen de steenkool- en de aardolie-industrie.

Als leerling van Haber was Bergiusgoed op de hoogte van de fysischechemie van gasreacties en van de praktische kanten van het werken bij hoge druk. Zijn proces leek, qua druk- en

temperatuurbereik, dan ook in een aantal opzichten op het Haber- Bosch-proces, maar een groot verschil was dat Bergiuszonder katalysator werkte. Dit maakte het opzien dat zijn ontdekking

baarde alleen maar groter. Al snel nadat Bergius in 1912-1913zijn eerste octrooien nam en over zijn proces publiceerde, was er in brede kring belangstelling voor het spectaculaire feit dat het blijkbaar mogelijk was benzine uit steenkool te winnen. Weinig processen uit de geschiedenisvan de chemische techniek hebben zo in het brandpunt van de belangstelling gestaan als dit proces.

In de economische en historische literatuur over dit onderwerp wordt het belang van het Bergius-proces vaak afgemeten aan de rol die het tussen 1920en 1945speelde in de 'strijd om de grond- stoffen'.Mede tegen de achtergrond van voorspellingen dat de olievoorraden weldra zouden opraken, deden nationale overheden er allesaan om de voorziening van cruciale energiedragers veilig te stellen." Het 'vloeibaar maken' van steenkool was zeker het aspect van het Bergius-proces dat het meest tot de verbeelding sprak.

Voor de ontwikkeling van de chemische techniek was echter een ander aspect veel belangrijker, namelijk de brede toepasbaarheid van het proces op steenkool én aardolie. Het was die eigenschap die ervoor zorgde dat zoweloliemaatschappijenals grote chemische industrieën hun aandacht op dit proces gingen richten. Het Bergius- proces werd zo dé schakel tussen de kolen- en de oliechemie, tussen twee technologische tradities. Er ontstond, via deze gedeelde aandacht voor het Bergius-proces, samenwerking op wereldschaal op verschillendebelangrijke deelterreinen van de chemische techniek, waarvan het belang voor de naoorlogse technische en industriële ontwikkeling moeilijk overschat kan worden. De naam van de mede door de BPM in 1921opgerichte Internationale Bergin Compagnie voor Olie- en Kolen-Chemie symboliseert treffend die schakelrolvan het proces.'.

De BPM en het Bergius-proces

De technische ontwikkeling van het Bergius-proces was weinig minder dan een lijdensweg. Deze begon direct al tijdens de oorlog, toen Bergius door gebrek aan geld en materialen er van 1916tot 1919over deed om een proeffabriek in Rheinau bij Mannheim te bouwen, bedoeld voor het uittesten op grote schaal. De verloren, oorlog, de daarop volgende economische crisis en de boycot van Duitse bedrijven door de geallieerden gooiden nog meer roet in het eten. Het was in die situatie dat Bergiusbegin 1920contact met de Bataafsche zocht. Aansluiting bij een kapitaalkrachtige oliemaatschappij uit een neutraal land had grote voordelen.

Het neutraal gebleven Nederland was een uitstekende uitvalsbasis voor de internationale verkoop van know-how en licenties.

De Evag,de voor ontwikkelingswerken licentieverleningopgerichte Erdöl- und Kohle-Verwertung AG,waarvan Bergius technisch directeur was,droeg alle niet-Duitse octrooien op het Bergius-proces en de proeffabriek in Rheinau over aan een Nederlandse dochter- maatschappij, de in Den Haag gevestigdeMaatschappij voor Kolen- en Olie-Techniek (Makot). De BPM kreeg het verzoek een rol te spelen als financier van het ontwikkelingswerk in Rheinau en als leverancier van aardolie voor die proeffabriek en voor de Duitse petroleum raffinaderijen waar de Evageen belang in had."

Na maanden onderhandelen kwam het in oktober 1920tot een akkoord, waarbij de BPM tot 31juli 1921een optie op de buitenlandse Bergius-octrooien kreeg. Tot die datum mocht de oliemaatschappij permanent een chemicus in Rheinau stationeren en zou het bedrijf inzage krijgen in alle technische details.

De BPM was op haar beurt tot volstrekte geheimhouding verplicht en tot de levering van 11.000ton ruwe Mexicaanseolie aan de

Luchtopname van de fabrieken van de Compagnie Néerlandaise d'Azote (CNA) in Sluiskil, omstreeks 1930. Uiterst links de cokesfabriek van de Association Coopérative Zélandaise de Carbonisation (ACZC), die het benodigde cokesovengas leverde (zie pijpleiding). Het onder Italiaans-Belgische leiding staande CNA- complex bestond onder andere uit een elektriciteitscentrale (vooraan links, met watertoren), een groot synthesegebouw (achter de gashouders), een sulfaat- fabriek en opslagloodsen voor kunstmest

(midden) alsmede de grootste zwavel- zuurfabriek ter wereld, bestaande uit een centrale ovenhal met acht zijvleugels met elk twee loden kamers (rechts).